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科研進(jìn)展
昆明植物所在天然產(chǎn)物perezoperezone全合成中取得重要進(jìn)展 文章來(lái)源:植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間：2019-10-30 | 作者:鄧軍 | 瀏覽次數(shù)： | 【打印】 【關(guān)閉】 結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣的天然產(chǎn)物一直以來(lái)都是小分子藥物發(fā)現(xiàn)的重要來(lái)源，盡管天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)豐富多樣但其自然來(lái)源往往十分有限，難以對(duì)其化學(xué)性質(zhì)及生物活性開(kāi)展深入研究，因此，如何簡(jiǎn)潔、高效、大量地獲得具有特定結(jié)構(gòu)天然產(chǎn)物及其類似物成為了天然產(chǎn)物化學(xué)合成、生物合成及有機(jī)合成方法學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。 一直以來(lái)，天然產(chǎn)物的全合成工作都是始于目標(biāo)天然產(chǎn)物分子的結(jié)構(gòu)（官能團(tuán)或者空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)），合成化學(xué)家根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)基于官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的逆合成分析或基于生源合成啟發(fā)的仿生合成設(shè)計(jì)，利用現(xiàn)有的有機(jī)合成方法學(xué)完成目標(biāo)分子的全合成。然而，受天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)啟發(fā)，開(kāi)發(fā)新的反應(yīng)方法學(xué)（而非利用現(xiàn)有的合成方法學(xué)），并將此方法學(xué)應(yīng)用于天然產(chǎn)物或天然產(chǎn)物類似物的合成，是一種新的合成策略。近日，中科院昆明植物所天然產(chǎn)物合成化學(xué)團(tuán)隊(duì)鄧軍課題組利用這一策略完成了perezoperezone全合成，并發(fā)展了一類全新的對(duì)苯醌分子間[5+2]環(huán)加成二聚反應(yīng)。
圖1 Perezoperezone的首次全合成及對(duì)苯醌5+2反應(yīng)機(jī)理研究 Perezoperezone是從加勒比海附近的軟珊瑚（Pseudopterogorgia rigida）中分離到的沒(méi)藥烷型二聚體海洋天然產(chǎn)物，由于含量極低，未能開(kāi)展其活性研究。結(jié)構(gòu)方面，perezoperezone具有獨(dú)特的雙環(huán)[3.2.1]橋環(huán)結(jié)構(gòu)，該類結(jié)構(gòu)廣泛存在于天然產(chǎn)物中；生源方面，perezoperezon中雙環(huán)[3.2.1]橋環(huán)是由兩分子對(duì)苯醌通過(guò)分子間的[5+2]環(huán)加成二聚產(chǎn)生的（圖1a）。在分析多個(gè)具有雙環(huán)[3.2.1]橋環(huán)的天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及課題組前期工作基礎(chǔ)上（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 14221-14224.），鄧軍課題組首先建立了銅催化羥基對(duì)苯醌分子間[5+2]環(huán)加成二聚反應(yīng)方法學(xué)，該反應(yīng)具有專一的非對(duì)映選擇性，區(qū)域選擇性及較高的反應(yīng)收率（圖1a）。完成了該5+2反應(yīng)底物拓展及反應(yīng)機(jī)理研究之后（圖1b），作者從簡(jiǎn)單原料3，5-二甲氧基甲苯出發(fā)，利用對(duì)羥基苯醌[5+2]環(huán)化二聚反應(yīng)，9步高效完成了(–)-perezoperezone的首次全合成（圖1c）。
圖2 封面故事 該方法在天然產(chǎn)物合成中具有重要應(yīng)用價(jià)值，可應(yīng)用于一系列具有[3.2.1]橋環(huán)結(jié)構(gòu)天然產(chǎn)物的全合成中（如perezoperezone，asperones A和taiwaniadduct F等）。該工作近期發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition, doi: 10.1002/ange.201911978）上，由于該工作的重要性被編輯選為Frontispiece（卷首文章）（圖2）。中國(guó)古代思想家老子“道法自然”的哲學(xué)思想與現(xiàn)代天然產(chǎn)物合成中仿生合成的理念不謀而合，圖中并排雙飛的仙鶴與perezoperezone二聚分子三維結(jié)構(gòu)十分相似，左側(cè)高山代表昆植所（Logo見(jiàn)左側(cè)）。論文第一作者及并列第一作者分別為博士生龍揚(yáng)(四川大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng))和博士生丁一鳴（云南大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)），鄧軍研究員為論文通訊作者。上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(21871278)及植物化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目資助。 （責(zé)任編輯：李雪）
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